JPH09178834A - 衛星航法受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種の衛星航法受信装置は、ディフ
ァレンシャル情報により時刻同期誤差および電波の伝搬
状態に起因する誤差を補正しているが、受信装置自身内
で発生するランダムノイズによる測位誤差が生じる。こ
の誤差を減少させることを目的とする。 【解決手段】 複数の受信系と疑似距離測定部とを備
え、複数の疑似距離測定部からの出力を平均した疑似距
離情報を、ディファレンシャル情報を用いて補正して測
位情報を出力する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衛星航法受信装置、
さらに詳しくはＧＰＳやＧＬＯＮＡＳＳといった衛星航
法で使用する受信装置の測定精度の向上に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の「ディファレンシャルＧ
ＰＳ」と称されるこの種の衛星航法受信装置の構成の概
略を示すブロック図であり、図において、１はアンテ
ナ、２は受信増幅回路、３は疑似距離測定部、４は位置
情報計算部、５はディファレンシャル情報を入力する入
力端、６は測位情報を出力する出力端である。アンテナ
１で捕捉された衛星からの信号は、受信増幅回路２で受
信されて増幅され、疑似距離測定部３でこの受信装置と
それぞれの衛星までの疑似距離が測定され、この疑似距
離が位置情報計算部４で入力端５から入力されるディフ
ァレンシャル情報を基に補正されて測位情報が計算さ
れ、出力端６から測位情報が出力される。

【０００３】図２に示すような従来の衛星航法受信装置
では、ディファレンシャル情報を用いて補正してから位
置情報を計算しているので、受信環境から生じる伝搬誤
差や衛星と受信装置との時刻同期誤差は補正でき、特に
問題とならないが、受信装置自身で発生する誤差によ
り、測定の精度および信頼性が低下するという問題があ
る。すなわち受信増幅回路２等の受信系で雑音（ランダ
ムノイズ）が発生すると、受信信号に不規則なゆらぎが
加わり、疑似距離測定部３で測定される疑似距離に誤差
が発生し、その結果、出力される測位情報に測位誤差が
生じることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の衛
星航法受信装置では、受信装置自身で発生するノイズが
原因で測位情報に誤差が生じる場合があり、測位情報の
精度および信頼性が低下するという問題がある。特に近
年の衛星航法受信装置では測位精度が高く、メートル単
位の測位情報が要求されるため、このノイズによる誤差
が大きな問題となってくる。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、精度と信頼性の高い測位情報を出力
できる衛星航法受信装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる衛星航法
受信装置は、ディファレンシャル方式といわゆる複数受
信平均化方式とにより補正を行う構成としたので、測位
情報の精度と信頼性とを向上させることができる。すな
わち、複数の受信系と疑似距離測定部とを備え、複数の
疑似距離測定部からの出力を平均した疑似距離情報を、
ディファレンシャル情報を用いて補正して測位情報を出
力することを特徴とする。受信装置自身で発生するラン
ダムノイズは例えば受信増幅回路等の受信系前段の構成
部品から発生するものであり、ランダムノイズが発生す
る可能性がある部品までを２系統にしてこれらの出力を
平均化することとすれば、ノイズが発生しても打ち消し
合って平均化されるためその影響を少なくできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明の一実施形態を説明する
ためのブロック図であり、図において、１１，１２はそ
れぞれアンテナ、２１，２２はそれぞれ受信増幅回路、
３１，３２はそれぞれ疑似距離測定部、３３は平均化
部、４は位置情報計算部、５はディファレンシャル情報
を入力する入力端、６は測位情報を出力する出力端であ
る。

【０００８】次に本実施例の動作について説明する。衛
星からの信号は近接して設置されたアンテナ１１，１２
によって捕捉され、それぞれ受信増幅回路２１，２２に
よって信号処理に必要なレベルにまで増幅される。一般
的にこのとき１回もしくは数回の周波数変換が行われる
が、この動作は本発明とは直接関係はないのでその説明
は省略する。

【０００９】然しながら受信増幅回路２１，２２で信号
が増幅される段階において、初段増幅器で発生する雑音
と、周波数変換時の雑音とが、信号に不規則な揺らぎを
与え、後述する疑似距離の測定誤差の原因になる。受信
増幅回路２１，２２で必要なレベルにまでそれぞれ増幅
された信号は、疑似距離測定部３１，３２によってそれ
ぞれ疑似距離（それぞれの衛星と受信装置との間の距
離）が求められる。この疑似距離は各衛星の信号を追尾
し情報を解読して求めるものであるが、その求め方につ
いては公知技術であり、且つ本願発明とは直接関係はな
いので、ここでは省略する。

【００１０】上述のように受信増幅回路２１，２２にお
いて信号が増幅される段階において雑音（ランダムノイ
ズ）が発生していると、出力される疑似距離には、求め
たい疑似距離に発生した雑音分だけの誤差が含まれるこ
とになる。すなわち、求めたい疑似距離をＬｒ、受信増
幅回路２１で発生した雑音成分による疑似距離の誤差分
をＬｎ１、受信増幅回路２２で発生した雑音成分による
疑似距離の誤差分をＬｎ２とすれば、疑似距離測定部３
１の出力はＬｒ＋Ｌｎ１、疑似距離測定部３２の出力は
Ｌｒ＋Ｌｎ２となり、Ｌｎ１およびＬｎ２は、求めたい
疑似距離Ｌｒに誤差を与える成分となる。

【００１１】次の平均化部３３では、受信増幅回路３１
の出力と受信増幅回路３２の出力との平均を取り、Ｌｒ
＋（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）／２を出力する。Ｌｒは求めたい
疑似距離であるから、この出力には（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）
／２だけ誤差が含まれることになるが、この誤差は疑似
距離測定部３１あるいは３２単独の出力に含まれる誤差
や、同じく従来の受信装置での誤差に比べ、１／√２に
なる。このようにして求められた各衛星と受信装置との
間の疑似距離Ｌｒは、位置情報計算部４で入力端５から
入力されるディファレンシャル情報を基に補正されて実
際の疑似距離Ｌｔにより測位情報が算出され出力端６よ
り出力される。

【００１２】ディファレンシャル情報およびその生成方
法，転送方法については、種々の文献により良く知られ
ているのでその説明は省略するが、ディファレンシャル
情報を用いた補正について簡単に説明すれば以下のよう
になる。すなわち、本来求めたい疑似距離をＬｒとする
と、この疑似距離Ｌｒは厳密には、実際の正しい疑似距
離Ｌｔと、上述の時刻同期誤差および伝搬誤差成分のＬ
ｄとに分けられる（Ｌｒ＝Ｌｔ＋Ｌｄ）。そしてＬｄは
ディファレンシャル情報を用いれば知ることができるの
で容易に除去できる誤差成分である。

【００１３】すなわち位置情報計算部では、（平均化し
た疑似距離）−（ディファレンシャル補正量）＝ Ｌｒ
＋（Ｌｎ１＋Ｌｎ２）／２−Ｌｄ＝Ｌｔ＋（Ｌｎ１＋Ｌ
ｎ２）／２ すなわち、誤差量は受信装置に起因する平均化されたも
のだけとなる。正確にはこの他にも精度を劣化させる要
因はあるが、誤差量としては少ないので省略することが
できる。

【００１４】なお上記実施形態では、受信系統を２系統
として説明しているが、２以上のｎ系統とすることがで
き、１／√ｎの誤差精度が得られることになる。またア
ンテナを共通とし、アンテナ以降の受信部をｎ系統とし
ても同様に構成することができる。但しこの場合には、
雑音発生の少ないパッシブ方式のアンテナを用いる方が
良い。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の衛星航法受
信装置は、ディファレンシャル方式といわゆる複数受信
平均化方式とにより補正する構成としたので、測位情報
の精度とその信頼性とを向上させることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するためのブロック
図である。

【図２】従来のこの種の衛星航法受信装置を説明するた
めのブロック図である。

【符号の説明】

１１，１２ アンテナ ２１，２２ 受信増幅回路 ３１，３２ 疑似距離測定部 ３３ 平均化部 ４ 位置情報計算部 ５ ディファレンシャル情報入力端 ６ 測位情報を出力端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の衛星から送られてくる軌道信号お
   よび時刻信号を受信して複数の衛星からの疑似距離を測
   定し、これらの疑似距離から測位情報を出力する衛星航
   法受信装置において、 複数の受信系と疑似距離測定部とを備え、複数の疑似距
   離測定部からの出力を平均した疑似距離情報を、ディフ
   ァレンシャル情報を用いて補正して測位情報を出力する
   衛星航法受信装置。